På grund av deras viktiga funktioner används proteiner i stor utsträckning för näringsmässiga, medicinska och industriella tillämpningar. I den här lektionen kommer vi att lära oss om hur stora mängder av ett specifikt protein som genereras.
I slutet av den här lektionen kommer du att veta om
Rekombinant DNA-teknik är ett viktigt sätt att generera stora mängder av ett specifikt protein. Det innebär användning av genetisk rekombination för att sammanföra genetiskt material från flera källor och skapa DNA-sekvenser som naturligt inte finns i genomet. Proteiner som produceras med den rekombinanta DNA-teknologin är R e- kombinanta proteiner.
Rekombinant DNA (rDNA) är en DNA-sträng som bildas genom kombinationen av två eller flera DNA-sekvenser. Genetisk rekombination är en naturligt förekommande process, men när den manipuleras på konstgjord väg kallas det rekombinant DNA-teknik. Med hjälp av rDNA-teknik kan forskare skapa nya DNA-sekvenser som inte skulle existera naturligt under normala omständigheter och miljöförhållanden.
Det resulterande rekombinanta DNA:t består av en plasmid i vilken generna från ett målprotein klonas. När plasmiden introduceras till ett värdexpressionssystem kommer värdens egna proteinsyntesvägar att resultera i expression av det protein som valts – det så kallade rekombinanta proteinet. Detta ger stora mängder av ett givet protein för forskning, diagnostisk eller till och med terapeutisk användning.
Att bara isolera proteiner från sina naturliga källor kan inte möta den växande efterfrågan på proteiner. Den rekombinanta DNA-teknologin ger en effektivare metod för att erhålla stora mängder proteiner.
Det finns en rad rekombinanta proteintyper som kan användas i läkemedelsutveckling eller forskning. Några av dessa är - kemokiner, interferoner, kolonistimulerande faktorer och tillväxtfaktorer.
Rekombinanta proteiner används för att utveckla vissa aktuella terapier, till exempel humant insulin. Nyligen godkända rekombinanta proteinläkemedel används för att behandla en mängd olika tillstånd inklusive cancer, autoimmuna sjukdomar och genetiska störningar.
Avsevärda framsteg inom teknologin har möjliggjort uttryck och isolering av rekombinanta proteiner i stor skala. Mängden protein som krävs för storskaliga tillämpningar såsom enzym-, antikropps- eller vaccinproduktion är avsevärt hög. Detta kräver att systemet i vilket proteinet uttrycks måste vara lätt att odla och underhålla, växa snabbt och producera stora mängder protein. Dessa krav ledde till upptäckten av proteinexpressionssystem.
De olika typerna av proteinexpressionssystem är bakterier, jäst, insekter eller däggdjurssystem.
Den rekombinanta DNA-teknologin innebär överföring av ett främmande DNA till ett självreplikerande genetiskt element i en organism, vilket så småningom leder till amplifiering av det främmande DNA:t.
För närvarande finns det tre huvudmetoder för att göra rekombinant DNA:
1. Transformation – Ett främmande DNA-fragment skärs och sätts in i en vektor, vanligtvis en plasmid. Därefter placeras den resulterande vektorn i en värdcell, såsom bakterien E.coli, där det främmande DNA-fragmentet uttrycks. Processen med att bakterieceller tar upp främmande DNA kallas transformation.
2. Icke-bakteriell transformation – Den använder inte bakterier som värdcell. Ett exempel är DNA-mikroinjektion, där ett främmande DNA injiceras direkt i mottagarcellens kärna. Biolistics är en metod där höghastighetsmikroprojektiler används för att hjälpa till att bombardera främmande DNA in i mottagarcellen.
3. Fagintroduktion – Vid fagintroduktion används en fag för att överföra främmande DNA till värdcellen, och så småningom infogas fag-DNA som innehåller främmande DNA i värdcellens genom.
Rekombinant DNA-teknologi möjliggör manipulering av egenskaperna hos proteinet av intresse. I dessa aspekter är rekombinant DNA-teknologi och rekombinanta proteiner fördelaktiga. Det finns dock vissa farhågor om säkerheten och etiken för användningen av rekombinant DNA-teknik.
